本發明屬于生物醫藥技術領域,具體涉及一種抑制miR-29的miR-29海綿、包含該 miR-29海綿的核酸構建體及其在制備用于治療或預防1型糖尿病的藥物中的應用。
1型糖尿病(T1DM)是一種免疫系統介導胰島β細胞破壞的自身免疫性疾病。其特征是血糖水平增加(高血糖癥) ,這是由于β細胞受損導致的胰島素分泌不足所造成的。目前,T1DM的傳統治療仍然是胰島素注射,但是長期的使用并不能滿足代謝的需求,并且會導致多種并發癥,例如低血糖,視網膜病,心血管疾病等。除此之外胰島/胰腺移植也由于自身免疫排斥的存在,以及有限的可供使用的供體,導致這種治療方法不能從根本上解決問題。干細胞療法能夠從細胞和基因水平治療糖尿病,但是大多處于研究試驗階段,并且對病人存在個體差異和應用局限性。因此,尋找一種有效抑制胰島β細胞受損,達到治療T1D的新方法至關重要。
表觀遺傳學參與1型糖尿病的發生發展過程,包括DNA甲基化、翻譯后組蛋白修飾和microRNAs(miRNAs) ,它們是基因表達的重要調節因子,從而促進了機體對環境因素的生理或病理反應。目前已經發現2500多種人類miRNAs,并且每一種的miRNA又能調控成百上千基因的表達。miRNA的異常表達可以導致胰島素合成、分泌異常,或產生胰島素抵抗,還可以影響T、B淋巴細胞的增殖、分化過程,影響免疫細胞信號轉導,進而導致糖尿病的發生。許多研究結果顯示,miRNA在1型糖尿病發病及病程中都有所改變,可能成為治療或者預測的潛在標志物。其中miR-29是小鼠胰島β細胞中表達最豐富的microRNAs之一,由三個密切相關的前體組成:miR-29a、miR-29b和miR-29c。miR-29家族在糖尿病患者肝臟、骨骼肌和脂肪組織中的表達水平增強,與纖維化、糖尿病、惡性腫瘤等多種疾病的發生、發展相關。在病理情況下,研究發現1型糖尿病的兒童血清以及NOD小鼠中miR-29表達是明顯增加的。此外,在min6細胞系、小鼠及人的原代胰島中,使用炎癥因子處理后,miR-29的表達量明顯增加的。大量數據顯示,miR-29與1型糖尿病發生的關系密切,參與了1型糖尿病的發生發展過程。
非肥胖型糖尿病(non-obese diabetic,NOD)小鼠是一種廣泛用于1型糖尿病研究的嚙齒類動物模型,其出現自發性糖尿病的臨床特征、病理形態學和免疫學的表現與人類1型糖尿病極為相似。該品系小鼠通常于4~5周齡開始出現胰腺炎,進行性破壞胰島β細胞,于12周齡時出現明顯的糖尿病癥狀,至30周齡時雌性小鼠累計發病率可達到80%,而雄性小鼠則不到20%。因此,該發明以8-9周齡的雌性NOD鼠為研究對象,便于更好的了解miR-29以及miR-29 sponge在1型糖尿病發病的預防作用。
本發明提供了一種miR-29海綿,并進一步提供了包含該miR-29海綿的 miR-29核酸構建體。該miR-29海綿可吸附體內miR-29a-3p和miR-29b-3p并封閉其功能。
具體地,本發明提供了一種抑制miR-29的miR-29海綿,其核苷酸序列如SEQ No .1所示,具體為:
TAACCGATTTCAGATGGTGCTATATACTAACCGATTTCAGATGGTGCTAACATCAACACTGATTTCAAATGGTGCTATCTTCAAACACTGATTTCAAATGGTGCTATTTTTT。
本發明進一步提出了上述miR-29海綿在制備用于預防和/或治療1型糖尿病的藥物中的應用。研究結果表明,miR-29海綿可以抑制體內miR-29的表達。 本發明進一步提出了一種miR-29核酸構建體,包含表達載體和與所述表達載體有效連接的miR-29海綿。所述“有效連接”是指本發明的miR-29海綿與表達載體的連接使所產生的核酸構建體能在細胞或動物體內轉錄本發明的miR-29海綿。
優選地,所述表達載體為慢病毒表達質粒,優選地,選用慢病毒表達質粒pHBLV-U6-MCS-CMV-ZsGreen。
miR-29核酸構建體可以通過在miR-29海綿序列的兩端加上與表達載體相配的酶切位點,合成正向序列和反向序列,以與該表達載體有效連接。本發明進一步提出了上述miR-29核酸構建體在制備用于預防和/或治療1型糖尿病的藥物中的應用。
本發明提出的miR-29 sponge通過吸附體內miR-29a-3p和miR-29b-3p阻斷其功能,抑制促炎細胞因子的分泌,進而緩解NOD鼠胰島炎的發生,提高血清胰島素水平,維持血糖趨于正常水平,最終顯著降低NOD鼠1型糖尿病的發病,提高NOD鼠的存活率。
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